本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
对于一个经常开会迟到的人来说,我花了很多时间思考时间。我的职业生涯始于天体物理学,在那里,光速的快速但有限的速度将时间和空间混合在一起。当我们抬头仰望时,我们看到的是数百万年前死去的遥远星系的幽灵。那里存在一种不对称,让人觉得有些不公平。我们可以看到数十亿年前的过去,但在另一个方向上却看不到任何东西。我的论文是关于时间和它以一种有趣的方式只朝着一个方向运行的。空间允许你逆转自己,承认错误并重溯你的步骤。时间则不那么宽容。它在你不同意的情况下,不可避免地把你带入未来。
有数百亿亿颗其他行星,我认识的人中没有一个住在其中任何一颗上。据我所知,这是宇宙中唯一的好地方。我确信那里有其他文明,像我们一样的人们向虚空中发送信息。当我们收到这些信息时,他们都将已经死去。时间就是这样运作的。
宇宙大爆炸发生后大约九十亿年(当然,“大约”比任何生命存在的时间都要长数亿年),地狱出现了。在它成为地球之前,它是地球上的地狱,一个沸腾的岩石和充满二氧化碳的大气层组成的冥古代。这对生命来说是一个不适宜生存的环境,所以生命出现了并蓬勃发展。生物死亡,它们的身体在岩石上留下印记,证明了它们的短暂生命和它们所处的深时。从宇宙的角度来看,一颗行星上的深时浅薄得令人难以置信。但它过去了,向前推进到此刻,从转变到现在的时刻。
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我现在把生命都用来研究唯一的好地方。我的时间概念在一个方向上被压缩,在另一个方向上被扩展。卫星时代大致涵盖了我自己的生命周期;我分析基于太空的观测,这些观测揭示了我所经历的气候变化,并在一定程度上帮助导致了这些变化。我使用物理定律与各种近似值拼凑在一起,来瞥见未来,我最终将死去的星球。
当然,我的生命在人类历史的长河中是微不足道的,在地球的存在中只是一个短暂的闪烁,在宇宙的跨度中毫无意义。我自己的深时可以追溯到三十多年前,那时我和父亲在奥伦坦吉河畔度过快乐的周六,寻找化石。在甜甜圈店和克罗格超市旁边的丑陋公园里,有过去世界的痕迹,印刻着距今四亿年前的时光。岩石时间是可见的,而时空则不是。当你观察一个星系时,你看到的是一个处于辉煌时代的死物。当你观察化石时,你看到的是一个死物。
我很幸运地被能够倾听过去的同事所包围。死亡的事物携带着关于它们死亡世界的信息,这个星球已经被翻转、犁过,并多次被具有新生命和新气候的新星球所取代。它们带有板块构造和地球轨道变化、大气化学成分波动以及与来自太空的岩石碰撞的印记。死亡的事物、冰芯中的气泡、沉积物层:它们共同提供了对过去景象的窥视。它们证明了大气改变地球的力量。
大气已经改变了很多次。我们现在正在改变它。也许上次二氧化碳浓度如此之高是在三百万年前,当时海平面高出二十五米,地球温度高出两三度。也许我们已经超越了这一点,正在前往中新世(大约两千万年前),然后是始新世(五千万年前),一个北极有棕榈树和鳄鱼的时代。
我发现,研究地球过去的科学家往往对它的未来最为警惕。毕竟,他们知道地球能够做什么。但最终,我们所去的地方可能没有任何真正的类似物。过去不是未来:历史会重演,但永远不会完全一样。深时是一部漫长的电影,它的帧被数十万甚至数百万年分隔开。在这段时间里会发生很多事情。我们将过去视为已安定平衡的快照,这些快照中的条件随着时间的推移与施加的变化相协调。它们不是我们现在所处的短暂、动荡状态的忠实指南。我们可能正在走向与地球整个历史中任何事物都截然不同的境地。我们可能有能力阻止它。我们所知道的是,这一次,它将是不同的。